永川区跃进水库除险加固工程施工设计说明

PAGE1永川区跃进水库除险加固工程施工设计说明一、工程概况跃进水库位于重庆市永川区南大街颜家店村，距南大街约5.4km，水库所在流域为长江水系临江河支流，跃进水库是以灌溉为主，兼有防洪、人饮等综合利用功能的小（2）型水库工程。跃进水库北面有永川区森林大道，水库大坝通过约0.2km村级道路与永川区森林大道连通，交通方便。跃进水库坝址以上控制流域面积0.434km2，主河道长0.877km，河道平均比降为27.594‰。跃进水库大坝为均质土坝，坝轴线长74.50m，最大坝高12.50m（整治后），坝顶宽3.44m，最大坝底宽55.78m，坝顶高程426.50m。水库校核洪水位426.275m(本报告中高程均为黄海高程，下同），设计洪水位426.045m，正常蓄水位425.30m，死水位419.83m；总库容44.99万m3，正常库容24.30万m3，死库容8.20万m3。水库三查三定资料及原设计整治资料复查后有效灌面300亩。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）、《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的规定，本工程属Ⅴ等工程，主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。水库设计洪水重现期为30年，洪峰流量10.8m3/s，溢洪道下泄流量为2.83m3/s；校核洪水重现期为300年，洪峰流量16.0m3/s，溢洪道下泄流量为4.66m3/s。二、工程建设任务及规模三、工程地质3.1、地质情况（1）地形地貌跃进水库位于渝西红层浅丘工程地质区，区内地貌受构造和岩性控制，呈现构造剥蚀与侵蚀堆积两种地貌景观。背斜呈山，以中低山为主；向斜呈侵蚀槽(洼)地，以低山丘陵为主。区内河谷较开阔，呈浅宽形态，河曲发育。（2）地层岩性枢纽出露地层为侏罗系下统自流井组(J1zl)、第四系残坡积物(Q4el+dl)、第四系冲洪积物(Q4al+pl)以及第四系素填土(Q4ml)。由老至新简述如下：侏罗系下统自流井组(J1zl)：泥岩，紫红色、灰褐色，泥质结构，厚层状构造，以粘土矿物为主，局部夹灰绿色砂质团块及条带。泥灰岩为灰色、深灰色中层状结构夹介壳灰岩透镜体。第四系全新残坡积层(Q4el+dl)：为粉质粘土，褐红色，可塑～硬塑状，稍湿、松散，韧性低，无摇振反应，干强度中等，无光泽反应。局部含5%砂质。在坡脚及平坝，厚度一般为2.5-3.5m，坡地残坡积层厚度较薄0～0.8m。第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)：为沙壤土、粉土，黄灰色，切面较粗糙，不反光，手感粉细砂较多，摇振反应中等，稍湿，稍密，干后手捏宜散，干强度差，下伏基岩。主要分布于沟底一带，厚度1.2～2.5m左右。第四系素填土(Q4ml)：为粘土，灰色切面光滑，密，湿，手握成条形，韧性中等～高，无摇振反应，干强度中等～高。（3）地质构造跃进水库位于东山背斜南东翼，岩层产状为132°∠29°，倾向下游，为单斜构造。未见断层，以裂隙为主，主要有两组：①32-32°∠76°，为陡倾角压扭性裂隙，裂隙间距1.2～1.8m。裂隙闭合，裂面平直，可见长1.5～2m，切割深0.5～1m；②305-310°∠859°，为陡倾角张性裂隙，裂隙间距0.5～0.7m。裂隙宽度0.5～2cm。裂面多呈锯齿状，局部闭合，多为泥质充填，可见长4～6m，切割深1～2m。3.2、施工地质工程地质情况以现场实际为准。实际地质出露情况若与设计出入较大，需及时与勘察设计人员联系，经勘察设计人员现场查看后再做处理。3.3、天然建筑材料本阶段按设计要求在坝址附近范围内进行天然建材中的土料、石料、砂卵石料调查。调查结果显示除土料外，无石料、天然砂卵石料分布。本次主要为回填料，需求量不大，可采取就近开挖料回填。工程所需骨料均从永川区红炉镇会龙桥村料场购买，汽车距坝运距约30.0km。其他的水泥、钢筋、木材、汽油、柴油等主要材料，可自附近城区购买，平均运距约为5.4Km。四、设计依据及设计技术规范、规程、相关技术参考资料1、设计依据（1）《重庆市永川区跃进水库大坝安全评价报告》（2）《重庆市永川区跃进水库除险加固工程初步设计报告》（3）《重庆市永川区水利局关于永川区跃进水库除险加固工程初步设计的批复》（永水利审[2021]58号）2、设计技术规范、规程、相关技术参考资料（1）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）（2）《防洪标准》（GB50201-2014）（3）《工程建设标准强制性条文》（2020年版）（4）《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）（5）《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2020）（6）《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》（SL189-2013）（7）《溢洪道设计规范》（SL253-2018）（8）《水工建筑物荷载设计规范》（SL744-2016）（9）《水工混凝土结构设计规范》（SL/191-2017）（10）《水工建筑物抗震设计规范》（GB51247-2018）（11）《土石坝监测技术规范》（SL551－2012）（12）《土石坝养护修理规程》（SL210-2015）（13）《水库工程管理设计规范》（SL106-2017）（14）《水电水利工程碾压式土石坝施工组织设计导则》（DL/T5116－2018）（15）《水利水电工程量设计规定》（SL328-2005）五、除险加固施工设计（一）大坝工程1.坝顶本次整治设计通过铺装坝顶0.1m厚路面封堵栏杆下部0.05m缝隙后作为防浪墙使用，并且可同时满足大坝坝顶景观步道要求。跃进水库整治后坝顶铺设花岗岩路面，坝顶宽度仍为原来的3.44m，坝顶路面自下而上依次铺设0.05m厚的碎石、0.02m厚的水泥砂浆稳定层，0.03m厚花岗石路面。2.上游坝坡本次整治设计将跃进水库上游坝坡拆除条石棱格嵌干砌块石护坡后，采用预制六棱块护坡衬砌（边长200mm），主要结构从上到下依次为：C20砼预制六棱块（厚100mm），碎石垫层（厚100mm）。上游砼块间采用M10水泥砂浆勾缝，并按间距为1.6m设置排水水缝，排水水缝按梅花形布置。水库大坝上游岸坡两侧设宽350mm，厚200mm的C20砼岸坡边墩。上游坝坡中部高程423.08m处增设C20砼防滑齿一道，尺寸0.3*0.7m。3.下游坝坡本次整治设计将跃进水库下游坝坡拆除破损条石框格植草护坡后，采用预制六棱块护坡衬砌（边长200mm），主要结构从上到下依次为：C20砼预制六棱块（厚100mm），碎石垫层（厚100mm）。下游砼块间采用M10水泥砂浆勾缝，下游砼块中部预留排水孔排水，排水孔直径50mm。（二）溢洪道工程本次溢洪道整治主要为拆除原尾水渠5.0m后，延长消力池3.7m，新建尾水渠5.0m。延长消力池段净空2.0*1.8m，底板为0.5m厚C20砼浇筑，侧墙采用C20砼重力式挡土墙，墙高1.8m，顶宽0.6m，底宽0.9m。新建尾水渠净空2.0*1.0m，底板为0.3m厚C20砼浇筑，侧墙采用C20砼重力式挡土墙，墙高1.0m，顶宽0.6m，底宽0.9m。消力池及尾水渠覆盖层较深，本次采用块石换填，平均换填深度为1.0m。（三）放水设施本次整治拟新增放水卧管，卧管位于左岸，采用C25钢筋砼结构，新建放水卧管型式为阶梯式。新建放水卧管总长度16.4m，每级放水卧管高度0.3m，长度0.6m。放水卧管内空尺寸为1.0m×1.5m（宽×高），坡度1:2.0，卧管管身厚度0.3m，卧管顶高程426.73m，底高程418.03m，顶部设孔径700mm进人孔。放水孔盖板采用铸铁基座，铸铁盖板，净空直径200mm。本次新建放水卧管置于新鲜基岩上。本次新增放水涵管连接段与原涵管相接，新建放水涵管总长度8.0m，采用C25钢筋砼结构，涵管内空尺寸为0.8m×0.8m（宽×高），涵管基础采用块石换填处理，换填深度0.6m，要求处理后的地基承载力不小于0.15MPa。（四）附属设施（1）管理房重建本工程原虽成立了管理机构，但没有管理房。为了加强水库管理，改善办公条件，本次在水库左岸新建管理房一处。新增的管理房采用值班房、厕所和仓库合建，管理房建筑面积81m2，房屋尺寸为11.7×6.6m，层数为一层，层高5.1m。管理房为砖混结构，基础采用条形基础，持力层为密实老土层或强风化基岩。（2）大坝监测设计跃进水库设置有部分位移观测设施，水库水位雨量监测设施年久失修，已经无法正常使用，参照《土石坝安全监测技术规范》（SL551-2012），水库大坝应补设必要的大坝安全监测设施。由于本水库为小（2）型水利工程，大坝安全监测项目可简化，因此主要考虑进行坝体变形（水平位移和垂直位移）和渗流监测，以及大坝环境量辅助观测（包括上、下游水位、气温、降水量等观测），并结合人工巡视检查。已有变形观测点布置于大坝坝顶、下游坝坡马道及排水棱体顶上，观测点间距20m，等距布置，观测点采用砼墩式结构，在砼墩柱顶部设强制对中归心底盘。本次跃进水库拟新增必要监测设备。监测设备见表5-1。表5-1监测设备统计表序号仪器名称单位数量备注1气温计个12经纬仪台13水准仪台14固定觇牌支35活动觇牌支26计算机台17打印机台18UPS电源台19有线电话台110传真机台111自动水位雨量监测设施套1（3）防汛公路设计为了做好防洪调度，方便日常管理，本次设计将左坝肩已有破损泥结石上坝防汛公路进行硬化，硬化防汛公路长142m，路面宽4.0m。公路路基应碾压密实，由上至下分别为0.20m厚C30砼路面、0.10m的碎石垫层和0.3m厚的块石基础。六、主要工程施工技术要求6.1施工条件6.1.1工程条件跃进水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、人饮等为一体的综合利用小（2）型水利工程。跃进水库所在流域为长江右岸一级支流临江河。跃进水库位于重庆市永川区南大街颜家店村，距南大街约5.4km。水库北面有森林大道，水库大坝通过约0.2km村级道路与森林大道连通，施工交通方便。6.1.2施工交通运输跃进水库距城镇5.4km，水库北面有森林大道，水库大坝通过约0.2km村级道路与森林大道连通，施工交通方便。6.1.3外购材料本工程所需天然建材包括条块石及混凝土骨料。水泥、钢材、块石料和混凝土骨料用量少，可就近购买解决。6.2施工导流6.2.1施工期水库水位调度结合该水库库区丰水期一般为每年的5月至10月，最大降雨量多发生在5～9月这一规律，合理制定水库蓄放水计划，以满足既不影响施工，又能最大限度的减少对水库蓄水及供水的影响，充分发挥水库效益。制定除险加固水库蓄水计划如下：第一年10月初至11月初进行大坝坝体整治和管理房砌筑，水库正常蓄水、供水。第一年11月初利用放水涵管先将库内水位降至死水位419.83m，第一年11月底水库放水卧涵管工程完成，第一年12月初关闭放水涵管，按正常状态进行水库调度投入使用。6.2.2施工中排水根据本工程施工强度并结合当地气候条件及分期洪水可知，当年11月的洪水流量为0.17m3/s（P=20%），经复核放水涵管的流量为1.34m3/s，为了能够保证正常施工，施工期采用已有涵管排水为主，局部基坑采用抽水泵辅助的方式排水。根据工程布置的地面高程与施工进度安排，本工程施工排水布置为围堰+排水管+原涵管导流，上游库区局部需要修建围堰挡水，再采用DN400HDPE双壁波纹管将汇水导入原已有涵管。围堰共设置30m，围堰顶宽2.0m，迎水面边坡1：1.5，背水面边坡1：1.5，最大堰高4.0m，围堰堰体采用开挖土料装袋填筑。6.3料场的开采与选择（1）工程所需回填料采用就近开挖土石方回填。（2）工程所需骨料均从永川区红炉镇会龙桥村料场购买，汽车距坝运距约30.0km。（3）汽油、柴油、钢材、水泥在主城区购买，综合运距8.0km。6.4主体工程施工6.4.1坝体整治施工（1）土石方开挖土方开挖采用人工开挖，人工装渣，人工挑抬出渣。土方开挖采用由上至下分层分段的施工顺序依次进行，用人工开挖，人工装渣，胶轮车辅人工挑抬出渣至回填区。施工过程中，应经常测量和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度等是否符合设计要求；夜间施工时，应合理安排施工项目，防止挖方超挖或铺填超厚；土方开挖不宜在雨期施工，防止地面水渗入土体。（2）粘土料夯填坝土回填碾压料采用胶轮车从坝址附近堆码场运至填筑工作面，人工平料，蛙式打夯辅以人工夯实。填筑层厚度每层不超过30cm，每层土石回填料与坝体接缝处顺坝坡方向的老土刨松一并夯实。（3）砼预制块护坡人工铺粘土保护层找平后，C20砼预制块在预制场预制，人工挑抬或人推胶轮车运至坝面砌筑。人工进行预制砼块的安砌，先布排丁，顺砌块，砌缝横平竖直，砌缝内用砂浆填充饱满，砼块每1.6m设置水缝一道，缝内采用碎石砌筑。（4）砼施工砼浇筑模板采用木模板，砼拌制采用0.4m3式拌合机拌制，手推车辅以人力挑抬运输通过临时施工脚手架入仓，插入式振捣器振捣密实。6.4.2溢洪道整治施工溢洪道土石方明挖采用人工开挖、人工装碴，胶轮车辅以人力挑抬至弃碴场。砼浇筑模板采用木模板，溢洪道底板及边墙砼拌制采用0.4m3式拌合机拌制，手推车辅以人力挑抬运输通过临时施工脚手架入仓，插入式振捣器振捣密实。土石方填筑的施工流程包括：运料、卸料、洒水、夯实、施工质量检查等。砼养护：采用洒水或草袋覆盖等措施养护。在混凝土浇筑完毕后12-18h内开始进行，其养期时间按下表执行，在干燥、炎热气候条件下，应延长养护时间至28天以上。表6-1混凝土养护期时间混凝土所用的水泥种类养护期时（天）硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥14火山灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、硅酸盐大盐水泥21土石方填筑的施工流程包括：运料、卸料、洒水、夯实、施工质量检查等。6.4.3放水设施施工放水设施施工工序：放空库水，土石方开挖，浇筑钢筋砼放水设施。放水设施主要施工方法：（1）土石方明挖采用人工开挖，人工装碴，胶轮车辅以人力挑抬至弃碴场；（2）砼浇筑模板采用组合式钢模板，砼拌制采用移动式拌合机拌制，通过人工推胶轮车入仓，插入式软轴振捣器振捣密实。（3）进水孔尺寸φ200，进水孔设施采用球墨铸铁材质铸造。6.4.4管理房施工（1）施工测量测量放线用的水准仪、全站仪、钢尺等使用前必须经检测单位校正。水准仪采用国产的S3自动安平水准仪。（2）土石方开挖土方分层开挖，采用反铲挖土机，人工配合清土，自卸汽车运土。基坑支护配合土方开挖，分层支护。挖掘机挖至高出基坑底设计标高200mm时，应停止再挖，以防对基坑及边坡土方的扰动、影响底板砼的施工质量。余土采用人工挖土，按基坑边坡设计要求，清理到位。地基不得扰动，扰动土必须清除，清除后超挖部分回填中粗砂，技术要求与地基处理回填中粗砂要求相同。基坑开挖中若发现其它异常现象时，应及时会同施工、建设、设计单位研究处理措施。基坑开挖至设计高程后应及时组织验收和进行下道工序的施工准备。基坑应符合下列要求：天然地基应不被扰动，地基如满足设计要求；基底高程的允许偏差为±20mm；基坑底部尺寸不得影响建筑物的施工并不小于设计规定要求。（3）砌筑施工施工顺序：放线抄平、立皮数杆、绑扎构造柱钢铁、砌转、支构造柱模板、浇砼、安装过梁、支圈梁、楼面模板、绑扎楼面梁、板钢筋、浇砼、找平。墙体砌筑：外墙采用240×115×53mm粘土实心砖。砌筑之前先要作好排砖，第一层采用满丁砌筑，以后采用一顺一丁或满丁满条法。墙体在砌筑前砖应浇水湿润程度达到1.5cm干心为宜，先砌样板墙，水平灰缝厚度和竖向灰缝宽度控制在8-12mm且少浆饱满度不少于80%，横平竖直，组砌方法得当，门窗洞口及墙体拉结筋，马牙搓留置方法正确，内外墙交搓应严格按设计要求及施工规范、抗震规范要求施工。外墙采用钢管脚架，内墙采用工具脚手板。由于房屋高度只有一层，各种材料的垂直运输采用简易吊机配合卷扬机运输，水平运输使用翻斗车。轴线采用经纬仪和线外向锤、尺量进行控制，层高采用立皮数杆，钢卷尺量和水准仪进行控制。（4）现浇钢筋砼工程模板制安：模板采用木板拼装，现场安装。柱、梁采用定型模板刨光浸缝，刷隔离剂，其截面尺寸应符合设计要求，并保证有足够的承载力，刚度和稳定性，接缝严密，装拆方便，便于钢筋绑扎、安装和砼浇灌、振捣、养护等要求。现浇整体楼面、屋面板采用竹胶合板满铺，胶合板下铺木板，模板拆模时应及时清理，分类堆放，以便上一层使用时对号入座。模板在安装前就用水准仪引测水平点，严格控制结构层标高，在浇灌砼之前要充分浇水湿润，以保证砼不沾模板。钢筋工程：钢筋品种、规格符合设计要求，应有出厂合格证明。做到现场取样复试合格后方可使用。所有的钢筋均由加工厂配料、加工，分层、分类分批进场，现场安装绑扎。在运输和储存时不得损坏标志并按规格分类堆放，避免锈蚀和油污。在绑扎安装时保证钢筋位置准确，绑扎牢固，钢筋接头位置、数量、搭接长度、保护层厚度应符合规范要求，受力钢筋接头位置应错开，焊接接头为35d且不少于500mm区段内，绑扎骨架受拉区不超过25%，受压区不超过50%，钢筋绑扎安装完毕后应对照图纸进行检查验收钢筋的级别、直径、根数、间距位置、搭接长度和预埋件规格、位置、数量是否和设计图纸相符，绑扎是否牢固。表面是否清洁，保护层是否符合要求。砼浇筑：砼在浇筑前应对模板、支撑、钢筋和预埋件进行全面检查，符合设计要求后方可浇灌砼。浇筑应保证砼的均匀性、密实性及结构的整体性，要保证钢筋及预埋件的准确，模板及支撑不应松动或超过允许变形。为使砼达到设计强度值，水泥必须要用不低于425＃普通矿碴硅酸盐水泥。水泥的品种、标号、厂家及牌号应与监理工程师审批后的混凝土配合比通知单上的水泥品种、标号、厂家及牌号相符。并有出厂合格证及进场后的抽样试验报告。施工用水水质必须符合《混凝土拌和用水标准》JGJ63的要求。砼施工质量要求执行《混凝土结构设计规范》GB50010-2011。砂采用含泥量不大于2%的中粗砂，砂的粒径、级配及加工料场必须与混凝土配合比实验时的砂样相同，且含泥量小于或等于1%。石子搅拌之前应清除杂质用清洁水清洗，严格控制水灰比、水泥用量和坍落度。对原材料必须做到先复试后使用，砼的配比严格按试验室提供的配比单进行计量，机械搅拌、振捣密实并做到随机取样做试块检测。要保证构件几何尺寸准确，砼表面平整、光滑、无蜂窝、麻面、露筋、孔洞等缺陷，强度符合设计要求，施工缝留在结构受剪力较小部位，单向板留在平行于板短边的任何位置，柱施工缝留在柱基础顶面、梁的下面，应与构件轴线垂直，不留斜缝。在继续浇筑砼时，应清除砼表面的浮浆、疏松层或软弱砼层，经湿润冲洗干净，先铺一层水泥砂浆和高一标号细石砼后浇筑新砼，细致捣实，使新砼与老砼结合紧密。混凝土浇筑12～18h后开始养护，但在炎热、干燥气候情况下应提前养护，并在其表面采取遮盖措施，避免太阳光爆晒。一般养护时间不少于14d，在炎热、干燥气候时养护时间不少于28d。如混凝土浇筑温度低于5℃时，浇筑面要用草垫（或麻袋）遮盖保温。冬季施工采用蓄热法和掺外加剂方法施工，夜间采用草帘覆盖保温，雨季施工完过后采用草帘覆盖防止雨淋等措施。（5）构件安装预制构件采用铁架车运输，井架吊装。构件在进场后要检查是否有横向裂缝、蜂窝、麻面、露筋等缺陷。安装时保证构件两端墙均匀，安装前用细石找平，用1：2水泥砂浆座浆、垫平，构件就位应在圈、过梁强度不低于4Mpa时进行，遇构造柱时采用预埋与构件相同的钢筋后，绑扎钢筋现浇砼。安装后两头用C20细石砼灌缝并振捣密实。（6）屋面防水设计要求先做隔离层后做柔性防水层，并按设计要求留设分仓缝。（7）楼地面砼地平施工顺序：素土机械碾压密实、清洗基层、用水准仪找平，每4m宽带线支模板、铺碎石垫层、浇砼垫层、水泥砂浆面层。操作要点：刷浆后随及上面层，不留间断时间，注意浇水养护，防止过早上人，以防起砂裂缝。（8）门窗制作门窗材质选择、门窗制作、安装、五金配件配置等必须按设计要求及施工、验收规范进行施工，安装前先校正，塑钢窗外框与洞口墙体应好弹性连接，固定卡子安装符合要求，开关灵活。玻璃、油漆颜色一致，玻璃安装严格按规范进行施工。（9）装饰工程天棚：在抹灰前应提前一天浇水湿润，冲去表面浮灰并用钢丝刷将板面油污刷洗干净，板面光洁度好的要进行凿毛，上浆前基层先用素水泥浆掺107胶水浆刷一遍，并在砂浆中掺入适量的胶水，分层抹灰，以防空鼓脱离。内墙：在抹灰之前墙体浇水湿润，冲筋后砂浆配比应符合设计要求。先做样板间，严格按样板间标准检验，并做到分层施工，水泥浆厚度控制在5-7mm，阳角及门窗框四周用1：2.5水泥砂浆抹护角。（10）安装工程电气安装施工方案①电气主要工程项目包括：动力、照明等配套电气。②管和盒安装：暗盒应沿最近线路敷设，墙、板内电管管外壁与墙净距不小于15mm。管路穿墙砖基础应加保护套管。钢管采用套管焊接，管子进箱口安装顺直，管口露出箱盒应小于5mm，分排并列时应整齐，管口应列毛刺，敷设好的管口可靠堵头塞牢，防止异物进入。③配线：导线材质要根据设计选用优质产品。不同系统、不同电压、不同回路禁穿在同一管内。设备接地线、专用接地线必须采用多股铜芯导线。④配电箱的安装：箱体应固定可靠，保证平直，标高要统一，进出管找口搁置要正确。箱内接线正确牢固，并排列整齐，不得任意歪斜。交叉边线留有适当余量，所有线路均应编号。（11）地基基础处理开挖后若遇建筑物地基承载力不能满足设计要求时，应通知设计单位进行地基基础处理，严禁擅自开挖或超挖。6.5施工总布置6.5.1布置原则（1）尽量减少施工用地，少占农田，使平面布置紧凑合理。（2）合理组织运输，减少运输费用，保证运输方便通畅。（3）施工区域划分和场地的确定，应符合施工流程要求，尽量减少专业工种和各工程之间的干扰。（4）充分利用各种永久性建筑物、构筑物和原有设施为施工服务，降低临时设施的费用。（5）各种生产生活设施应便于工人的生产和生活。（6）满足安全防火和劳动保护的要求。（7）尽量不占耕地，施工完工后注意还耕。6.5.2分区布置规划（1）大坝右岸工区